2022年钽行业深度研究.docx
《2022年钽行业深度研究.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2022年钽行业深度研究.docx(47页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、2022年钽行业深度研究一、钽金属行业:中游冶炼加工产品成行业关键枢纽1.1 金属概况:仅次于钨、铼的第三难熔金属钽为一种金属元素,原子序数为 73,化学符号为 Ta,属于 VB 族元素,对应的单质为刚灰色金 属,主要存在于钽铁矿石之中,常与铌共生。钽的物理性质十分优越,硬度适中,富有延展性,可拉成细丝式制薄箔。含有钽元素的钽金属属 于难熔金属,是仅次于钨、铼的第三难熔金属。钽的塑脆转变温度很低,需要达到零下 196 度, 其单质和合金都具有非常高的熔点,钽单质熔点为 3017 度,沸点需达到 5458 度。其热膨胀系数 很小,每升高一摄氏度只膨胀百万分之六点六,韧性强,在室温下也具有高于大部
2、分金属元素的 优良物理性质,更适用于加工。 钽的化学性质十分出色,具有极高的抗腐蚀性,对盐酸、王水均不产生反应。钽金属具有冷加工 性能好,化学稳定性高,抗液态金属腐蚀能力强,表面氧化膜介电常数大等一系列优良的性能。 其抗腐蚀性强的主要原因是表面生成稳定的五氧化二钽保护膜。钽金属在电子、冶金、钢铁、化 工、硬质合金、原子能、超导技术、汽车电子、航天航空、医疗卫生等高新技术领域均有重要应 用。1.2 钽产业链:全球一体化,中国初级产品最大生产商地位形 成在全球一体化的背景下,钽金属产业链的集中度较高,每个环节均已形成固定龙头,中国面临产 业链集中度高,高端化转型受阻的挑战。钽金属产业链主要可分为原
3、材料、中游湿法火法冶炼加 工、下游应用产品、终端市场销售四个环节。 原材料环节:全球重要的钽矿主要分布于西澳、南美的巴西、非洲的刚果、卢旺达等地,其中西 澳的 Wodgina、Greenbushes、Bald Hill、Mount Cattlin 四大矿山钽储量最高,在这四座矿山中, 钽矿作为锂矿的伴生矿,供给易受到锂矿开发的影响。根据 USGS 不完全统计,澳大利亚的钽矿 资源占全球近 70%;世界第二大钽储量国为巴西,巴西的皮廷加与 Mibra 矿山也具有一定储量, 据 USGS 统计,巴西的钽矿资源占全球 28.57% 。中游湿法火法加工环节:钽粉、钽丝等中游产品生产商主要以美国 CAB
4、OT、德国 H.C.Starck, 中国东方钽业为主,钽丝生产商除以上提及的龙头生产商,还包括奥地利公司 PLANSEE。中国 中游竞争格局清晰,行业集中度高,龙头东方钽业市占率第一,其余较知名的钽加工企业还包括 港股上市企业稀美资源、株洲硬质合金集团有限公司、肇庆多罗山蓝宝石稀有金 属有限公司。 下游应用产品+终端应用场景:钽电容占钽下游需求占比最高,约为 24%,终端应用场景可分为 军用领域与民用领域,军用领域以钽电容为主,民用领域包括消费电子、冶炼金属、超导技术、 汽车、钽靶材、医疗器械等领域。钽金属作为小金属类别,需求量的绝对值较小,却是电子行业、 汽车行业、军用行业等行业缺一不可的必
5、需品,市场空间不容小觑。由于钽矿石的严重稀缺与生产纳米级钽粉等高端产品的技术壁垒高,钽金属行业已经逐渐形成全 球一体化的格局。世界超过 70%钽矿由非洲国家(包括刚果民主共和国、卢旺达、尼日利亚、塞 拉利昂等)生产及供应,之后运送至中国、巴西、泰国、德国、美国等湿法冶金加工厂,2018 年 开始,中国湿法冶金公司向下游运送的初级产品占全球运输逾 78%,成为初级产品的最大生产商 及卖家。湿法冶金后再运送至中国、德国、美国等火法冶金加工厂,湿法冶金与火法冶金厂常为 同一公司两项业务,目前全球湿火法冶炼厂竞争格局基本确立,以美国 Cabot、德国 H.C.Starck、 中国东方钽业为主,此三大原
6、材料加工商生产的电容级钽粉占全球的 80%以上。东方钽业为我国 钽行业的绝对龙头,金属钽产量占国内市场约 60%,钽丝、钽粉产量分别占全球约 25%、60%。加工后的钽粉、钽丝作为原材料运送至美国、德国、英国及法国等欧洲国家、日本、韩国、中国 等下游应用产品钽电容,钽靶,医疗器械等厂商进行进一步加工。因为钽电容是下游场景中占比 最高的应用产品,故钽电容行业对于中游加工品有着举足轻重的影响。全球钽电容企业主要为美 国三大巨头,KEMET、AVX、Vishay,中国钽电容厂商目前有振华集团下的新云企业,七星电子 以及两家上市企业宏达电子、火炬电子。受技术壁垒较高的影响,钽电容行业亦属于集中度较高
7、的行业。最终,中游钽电容等产品被运送至以美国、日本、德国为首的电子业发达国家。 目前全球分工明确,中国为初级产品的最大生产商及卖家地位已经形成。因为中国制造生产钽粉 的能力有限,仍以中低端为主,纳米级高端产品产能受限,每年仍有大批量进口钽粉进入中国市 场,而中低端产能过剩不利于中国在钽产业链的转型。1.3 钽金属产品:中游冶炼加工产品成行业关键枢纽钽行业价值链中,中游的加工产品起到承“上”启“下”的作用,在行业中承担着关键枢纽的位 置。上文介绍了钽行业全球一体化的产业链格局,若需了解产业链附加值最高的产物,则需进一步拆分每个环节进行分析。根据稀美资源招股说明书披露,钽行业价值链中常见的钽制产品
8、可分 为六个环节,上游为原材料采矿阶段的钽矿,附加值最低,大多来自落后的非洲资源国。 中游环节可分为湿法冶炼产品、火法冶炼产品、加工产品,其中钽粉为行业中游数量占比最高的 产品,其本身及进一步加工产品钽丝均为钽电容的原材料,故一定程度上钽粉的发展可代表着整 个行业的发展趋势。湿法冶炼生产出氧化钽、氟钽酸钾等初级产品,后再进行火法冶炼生产出碳 化钽、钽粉等产品,此部分加工环节以赚取加工费为主,湿火法完成后工厂会根据下游应用产品 生产钽丝、钽锭、钽合金、钽条等产品。 钽金属产品下游应用场景广阔,涉及终端产品粗略可分为 5 大类,分别为添加物、靶材、表面声 波的滤波器、电容器、钽加工材,下游应用涉及
9、光学玻璃、玻璃表面涂层、电子产品应用、航空 零件、化学设备、半导体、硬质合金,近几年中国随着医疗体系的逐渐健全。从产品大类划分,钽产品可以分为钽及其合金,钽碳化物,钽氧化物和钽醇盐。目前钽制品下游 占比最高的产品为电容器,约占到全世界钽产量的 60%。钽具有非常优秀的物理及化学性质,其 下游应用领域十分广泛,在对于材料有严格要求的应用领域都能看到其身影。钽及其合金的应用 包含电容器、耐高温制品、靶材、武器、耐腐蚀制品、航空航天工业、捕气剂;钽碳化物主要用 于硬质合金,因为钽具有极强的抗腐蚀能力,碳化钽可以提高刀具、磨具的硬度、强度、熔点, 但是由于钽碳化物的成本较高,国外经常使用钽铌复合碳化物
10、替代单一的碳化钽;钽氧化物主要 用作制造人工晶体、催化剂、靶材,钽醇盐用作陶瓷材料。钽金属产品价格、附加值随着产业链逐步向下游递增。从产品价格端看,我们对比钽矿、氟钽酸 钾、氧化钽、钽条、钽锭、钽粉价格,可发现钽的产品附加值是随着产业链向下游递增的。从单 价看,3%-9%钽矿最低到岸价为整个产业链价格底部,2018-2021 年分别为 222.09、164.83、 147.39、173.92元/公斤;湿法冶炼初步加工后产生氟钽酸钾和氧化钽两种产物,氟钽酸钾的价格 显著高于钽矿价格,根据国泰集团披露的氟钽酸钾售价,2018、2019 年分别为 292.98、504.74 元/公斤,湿法冶炼的另一
11、种产物氧化钽价格更高,2018-2021 年 99.5%江西普通级氧化钽最低价 分别为 1762.41、1332.15、1288.53、1383.65 元/公斤,价格显著高于前三种产品;而目前中游 产品价格最高的为钽粉,2018-2021 年江西 100kv 钽粉最低价分别为 6430.04、6408.01、6625.3、 7114.74 元/公斤。 从单吨毛利端看,氟钽酸钾工业级氧化钽高纯氧化钽钽条。我们对比氟钽酸钾、工业级氧化 钽、高纯氧化钽、钽条,可发现产品单吨毛利也随着产业链向下游递增,说明加工程序越多的产 品所具有的附加值越高。二、钽中游概况:“先发优势+高技术壁垒”铸就寡头垄断市场
12、2.1 中游行业发展:世界发展历史超百年世界钽工业的发展开始于上世纪 20 年代,以西方发达国家为首,而中国的钽铌工业始于上世纪中 期,50年代中国开始进行基础研究,60年代开始逐步采选、冶炼、加工以及应用生产,初期的冶 炼、加工生产规模、技术水平、产品档次、质量状况都较为落后。20 世纪 80 年代前,钽基本为 军用材料,后开始进入民品范畴。20 世纪 90 年代开始,中国的钽铌工业与世界的钽铌工业接轨, 呈现快速发展的态势。进入 21 世纪后,中国钽铌工业企业数量渐增,产能不断扩张,工艺技术提 升,产品不断更新,在国际的行业地位逐步提升,市场格局发生新的变化。目前钽加工的世界竞争格局已成型
13、,三大巨头垄断加工行业,分别为美国的 Cabot、德国的 H.C.Starck 的钽子公司 Taniobis,中国的东方钽业。Cabot 与德国 H.C.Starck 发展早于东方钽 业,通过不断兼并重组,均已发展成国际化企业,产业布局广,涉略金属多样化。20 世纪 80 年 代中期,德国 H.C.Starck 公司兼并了美国 NRC 公司及日本 V-TECH 公司,美国 Cabot 公司兼并 了日本昭和电工钽生产相关资产,1989-1990年,美国FANSTEEL公司被泰国的TTA公司收购, 1995 年德国 HCST 公司又兼并了泰国 TTA 公司,从而在国际上形成了德国 HCST 公司、
14、美国 Cabot 公司两大体系集团, HCST 钽铌公司于 2020 年宣布未来将以 Taniobis 品牌进行经营。东 方钽业则走更加专业化的路线,自 2000 年在深交所上市后,东方钽业发展迅速,2010 年钽丝已 经在国际市场占到 60%份额,钽粉占国际市场 25%以上,技术水平也已经达到世界级先进水平。 两大国际巨头加上中国东方钽业确立钽加工行业竞争格局。2.2 中游竞争格局:寡头垄断,国际三大体系确立国际:钽金属加工行业全球主要以三大体系为主,国内市场集中度高,东方钽业占据龙头位置, 地位不可动摇。目前全世界每年只有少数国家能够进行钽金属的工业规模化生产,其中主要的生 产企业为美国的
15、 Cabot、德国的 H.C.Starck、中国东方钽业,主要的消费国为美国、日本、德国 等。从东方钽业的配股说明书显示,H.C.Starck 是世界上最大的难熔金属粉末生产商,钽粉的全 球市占率位居世界第一,东方钽业钽粉市占率在 25%之上,钽丝在 60%之上。 营收:Cabot、H.C.Starck 都已经发展为大型化工国际企业,其收入结构较为复杂且披露信息较 少,我们选取 Cabot 高性能化学品业务(包含钽金属加工业务)与东方钽业的钽铌及其合金制品 业务的营收进行对比,2017-2021 年 Cabot 高性能化学品营收分别为 60、71、70、64、74 亿元, 东方钽业分别为 5.
16、95、7.74、5.61、5.8、7.74 亿元,两家公司体量相距较大,2017-2021年东方 钽业钽金属业务占 Cabot 高性能化学品业务占比分别为 9.92%、10.9%、8.01%、9.06%、 10.46%。中国东方钽业与美国 Cabot 在营收体量上还存在较大差距。毛利率:2017-2021 年 Cabot 总毛利率分别为 24%、24.09%、20.53%、19.13%、23.44%,东 方钽业总毛利率分别为 1.29%、15.19%、14.63%、18.22%、22.55%,从两家公司总毛利率分 析,盈利能力相近,近五年来东方钽业的毛利率呈现快速上升态势,主要得益于业务结构的
17、调整, 降低毛利率低的钛合金业务,提高盈利能力较强的钽及其合金业务。东方钽业的钽业务毛利率近 五年增速显著,自 2017 年 13%上升至 2021 年 22.38%。国内:国内的钽铌加工行业集中度高,东方钽业为绝对龙头。国内的钽铌工业源于军事国防的需 要,产业布局以三线城市为主,全国按照地理位置分为一、二、三线:“一线”指东北及沿海各 省,“三线”指长城以南、京广线以西的内陆地区,“二线”指介于一、三线之间的广大地区。 由于钽铌属于稀有金属,钽铌冶炼技术主要集中于现有厂商手中及少数研究机构,潜在进入者相 对较少。 国内目前有约 15 家钽铌冶炼加工企业,东方钽业与广东肇庆多罗山蓝宝石稀有金属
18、有限公司、广 东从化钽铌冶炼厂、湖南株洲硬质合金有限公司、江西九江有色金属冶炼厂组成国内钽铌冶炼的 主要力量。相比国内其他冶炼企业,东方钽业具有绝对优势,2022 年东方钽业钽粉产能达 550 吨 /年,钽丝为 80 吨/年,远超过其他企业。2.3 中游技术壁垒:提高钽粉纯度为技术关键钽为难熔金属,属于难加工材料,加工技术难度较一般有色金属高出很多,难熔金属制品的用户 往往对质量的要求较高,并且与供应商之间的关系更加持久,新供应商往往需要较长的时间才能 够获得用户的认可。中国钽加工行业已经发展近 70 年,传统技术已经成熟,目前行业内企业均在 往高端化转型,技术门槛高且需要持续的工艺积累。钽粉
19、的制作工艺主要分为生产及提纯两环节, 生产为还原钽粉,提纯为原生钽粉的酸浸、水洗以及降氧三个提纯工艺,具体划分为六个步骤。(1)生产环节:氟钽酸钾钠还原法为主流生产制作钽粉的第一步为还原钽粉。还原钽粉的方式大致可以分为四种类,分别为氟钽酸钾钠还 原法、氧化钽镁/钠还原法、均相还原法、氧化钽电脱氧法(FFC 法),目前市场上仍以氟钽酸钾 钠还原法为主流,也被称为湿法冶金。氟钽酸钾钠还原法需要经过 8 个步骤,分别为磨矿、添加 氢氟酸和硫酸进行分解后,在矿浆中萃取,萃取后将得到钽液与残液,钽液再经过合成、冷却结 晶、过滤洗涤、烘干后得到氟钽酸钾。目前市场上大部分加工商仍使用氟钽酸钾钠还原法,该方
20、法于1960年就被提出,是采用氟钽酸钾和金属钠为原料,在反应过程中加入卤素盐或卤素盐混合 物作为稀释剂制备出钽粉。这个化学工艺为放热反应,开始反应后即放出大量的热,温度会急剧 升高,反应剧烈。这个环节的工艺参数在于通过控制反应的温度来控制反应的速度。此种方法制 备成本较低,但是能耗大,环境污染大,并且由于反应在高温中进行,钽粉的晶粒快速生长,容 易导致钽粉的平均粒径较大,不适合制作高比容电容器,收率也容易下降。还原方法较为出名的还有氧化钽镁/钠还原法,由德国 Starck 公司开发,能得到更高纯度的钽粉。 此方法是在 800 度以上的高温环境把金属镁气化,再利用气化的镁对于氧化钽进行还原反应,
21、即 可得到细小的金属钽粉末。这种制备方法得到的钽粉有粒度分布可调、纯度高、比容高和表面形 貌可控等优点。此类方法制备的钽粉氧和镁含量都较高,但是铁、镍等金属杂质含量比氟钽酸钾 钠还原法得到的钽粉低。这种技术方法目前对设备的要求较高,核心技术只掌握在少数龙头中。 目前市场上还有均相还原法、氧化钽电脱氧法,但是由于这些方法都还未得到非常良好的应用, 均存在一些仍需解决的问题,故市场仍以氟钽酸钾钠还原法和氧化钽镁/钠还原法两种方法为主流。(2)提纯除杂环节:非金属除杂工艺为技术难点制作钽粉的第二步为提纯除杂环节,包括水酸洗工序、热处理工序、降氧工序。目前常用的除杂 工艺包括酸浸和水洗,其研究对象包括
22、酸洗溶液的配比、温度、搅拌速度、搅拌时间和水洗等关 键步骤。根据2021年苏龙兴发表的金属钽粉的生产及提纯工艺进展论文显示,除杂过程中的 金属杂质主要包括铁、镍、铬、铜,非金属杂质包括碳、氧、硅等,一般情况下,铜、铁、镍、铬的金属杂质活性较高,容易通过酸溶液洗涤,而碳、氧等非金属杂质因为活性弱,且大量存在 于空气中,不可避免会重新污染已经提纯的钽粉,因此非金属杂质的除杂一直是技术难点。 美国 Cabot、东方钽业目前为除杂工艺做的最优秀的加工商,Cabot 于 1996 年曾公开其制备钽粉 的方法,其在酸洗流程中采用 15%的硝酸与 2%的氢氟酸先后酸浸,可以得到 Scott 密度最高为 18
23、 /3,90%的颗粒粒径尺寸低于 55m 的钽粉。中国东方钽业的工艺技术也已达到世界前列。 东方钽业不断针对性地在装置、水洗条件和酸洗条件方面做出优化和改善,自研水洗和酸洗装置。目前行业内高端技术仍掌握在三大巨头手中,中国、美国、日本为专利申请量前三名的国家, Cabot 为申请片状钽粉专利数量最多的主体,但是随着届满和未缴年费失效,目前仅拥有 5 件专 利权,东方钽业是中国唯一生产销售片状钽粉的主体,现有效专利有 11 件。 截至 2022 年 8 月 12 日,东方钽业仍在授权范畴的专利数量达到 99 个。2022 年 7 月 15 日公司 申请发明公布专利高纯钽粉及其制备方法,此申请涉及
24、一种高纯钽粉及其制备方法,该高纯 钽粉的 W、Mo、Nb 含量之和0.6ppm,Mg 含量1ppm,氧含量600ppm,可用于制备高纯 钽靶;2018 年 2 月 6 日,东方钽业被授权通过专利一种高纯钽粉及其制备方法,本发明涉及 一种高纯钽粉及其制备方法,该钽粉的 GDMS 分析纯度大于 99.995。优选地,该钽粉的氧含 量不高于 1000ppm,氮含量不高于 50ppm,氢含量不高于 20ppm,镁含量不大于 5ppm,且粒 径 D5025m。至今为止,各家钽粉企业仍在探索更高纯度的钽粉以及更有效率的生产设备, 提高钽粉纯度仍然为中游厂商的技术关键。三、钽中游利润:钽矿价格或维持高位推动
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 2022 行业 深度 研究
限制150内